高等數(shù)學第2章D21導數(shù)概念.ppt

第二章,微積分學的創(chuàng)始人:,德國數(shù)學家 Leibniz,微分學,導數(shù),描述函數(shù)變化快慢,微分,描述函數(shù)變化程度,都是描述物質(zhì)運動的工具,(從微觀上研究函數(shù)),導數(shù)與微分,導數(shù)思想最早由法國,數(shù)學家 Ferma 在研究,極值問題中提出.,英國數(shù)學家 Newton,一、引例,二、導數(shù)的定義,三、導數(shù)的幾何意義,四、函數(shù)的可導性與連續(xù)性的關(guān)系,五、單側(cè)導數(shù),第一節(jié),導數(shù)的概念,第二章,一、 引例,1. 變速直線運動的速度,設(shè)描述質(zhì)點運動位置的函數(shù)為,則 到 的平均速度為,而在 時刻的瞬時速度為,自由落體運動,2. 曲線的切線斜率,曲線,在 M 點處的切線,割線 M N 的極限位置 M T,(當 時),割線 M N 的斜率,切線 MT 的斜率,兩個問題的共性:,瞬時速度,切線斜率,所求量為函數(shù)增量與自變量增量之比的極限 .,類似問題還有:,加速度,角速度,線密度,電流強度,是速度增量與時間增量之比的極限,是轉(zhuǎn)角增量與時間增量之比的極限,是質(zhì)量增量與長度增量之比的極限,是電量增量與時間增量之比的極限,變化率問題,二、導數(shù)的定義,定義1 . 設(shè)函數(shù),在點,存在,并稱此極限為,記作:,即,則稱函數(shù),若,的某鄰域內(nèi)有定義 ,運動質(zhì)點的位置函數(shù),在 時刻的瞬時速度,曲線,在 M 點處的切線斜率,不存在,就說函數(shù)在點 不可導.,若,也稱,在,若函數(shù)在開區(qū)間 I 內(nèi)每點都可導,此時導數(shù)值構(gòu)成的新函數(shù)稱為導函數(shù).,記作:,注意:,就稱函數(shù)在 I 內(nèi)可導.,的導數(shù)為無窮大 .,若極限,例1. 求函數(shù),(C 為常數(shù)) 的導數(shù).,解:,即,例2. 求函數(shù),解:,說明：,對一般冪函數(shù),( 為常數(shù)),例如，,（以后將證明）,例3. 求函數(shù),的導數(shù).,解:,則,即,類似可證得,例4. 求函數(shù),的導數(shù).,解:,即,原式,是否可按下述方法作:,例5. 證明函數(shù),在 x = 0 不可導.,證:,不存在 ,例6. 設(shè),存在, 求極限,解: 原式,三、 導數(shù)的幾何意義,若,曲線過,上升;,若,曲線過,下降;,若,切線與 x 軸平行,稱為駐點;,若,切線與 x 軸垂直 .,切線方程:,法線方程:,例7. 問曲線,哪一點有鉛直切線 ? 哪一點處,的切線與直線,平行 ? 寫出其切線方程.,解:,令,得,對應,則在點(1,1) , (1,1) 處與直線,平行的切線方程分別為,即,故在原點 (0 , 0) 有鉛直切線,四、 函數(shù)的可導性與連續(xù)性的關(guān)系,定理1.,證:,設(shè),在點 x 處可導,存在 ,因此必有,其中,故,所以函數(shù),在點 x 連續(xù) .,注意: 函數(shù)在點 x 連續(xù)未必可導.,反例:,在 x = 0 處連續(xù) , 但不可導.,即,在點,的某個右 鄰域內(nèi),五、 單側(cè)導數(shù),若極限,則稱此極限值為,在 處的右 導數(shù),記作,即,(左),(左),例如,在 x = 0 處有,定義2 . 設(shè)函數(shù),有定義,存在,定理2. 函數(shù),在點,且,存在,簡寫為,定理3. 函數(shù),(左),(左),若函數(shù),與,都存在 ,則稱,顯然:,在閉區(qū)間 a , b 上可導,在開區(qū)間 內(nèi)可導,在閉區(qū)間 上可導.,可導的充分必要條件,是,且,內(nèi)容小結(jié),1. 導數(shù)的實質(zhì):,3. 導數(shù)的幾何意義:,4. 可導必連續(xù), 但連續(xù)不一定可導;,5. 已學求導公式 :,6. 判斷可導性,不連續(xù), 一定不可導.,直接用導數(shù)定義;,看左右導數(shù)是否存在且相等.,2.,增量比的極限;,切線的斜率;,思考與練習,1. 函數(shù) 在某點 處的導數(shù),區(qū)別:,是函數(shù) ,是數(shù)值;,聯(lián)系:,注意:,有什么區(qū)別與聯(lián)系 ?,？,與導函數(shù),2. 設(shè),存在 , 則,3. 已知,則,4. 若,時, 恒有,問,是否在,可導?,解:由題設(shè),由夾逼準則,故,在,可導, 且,5. 設(shè), 問 a 取何值時,在,都存在 , 并求出,解: 顯然該函數(shù)在 x = 0 連續(xù) .,故,時,此時,在,都存在,作業(yè),P86 2 , 5 , 6, 7, 11, 16(2) , 18 , 20,第二節(jié),牛頓(1642 1727),偉大的英國數(shù)學家 , 物理學家, 天文,學家和自然科學家.,他在數(shù)學上的卓越,貢獻是創(chuàng)立了微積分.,1665年他提出正,流數(shù) (微分) 術(shù) ,次年又提出反流數(shù)(積分)術(shù),并于1671,年完成流數(shù)術(shù)與無窮級數(shù)一書 (1736年出版).,他,還著有自然哲學的數(shù)學原理和廣義算術(shù)等 .,萊布尼茲(1646 1716),德國數(shù)學家, 哲學家.,他和牛頓同為,微積分的創(chuàng)始人 ,他在學藝雜志,上發(fā)表的幾篇有關(guān)微積分學的論文中,有的早于牛頓,所用微積分符號也遠遠優(yōu)于牛頓 .,他還設(shè)計了作乘法的計算機 ,系統(tǒng)地闡述二進制計,數(shù)